利用RNAi技术抑制籽粒PPO合成改良小麦面粉白度的研究

【目的】通过RNAi策略抑制小麦籽粒ppo的表达,获得籽粒PPO酶活性低、白度高的转基因小麦新种质。【方法】构建了以小麦胚乳特异表达启动子1Dx5启动子驱动的籽粒ppo的RNAi载体pBAC47P-ppoIR,利用基因枪将该载体与含bar的表达载体基因枪共转化中优9507幼胚愈伤组织,获得T0转基因植株。通过分子鉴定（PCR、Southern杂交、半定量RT-PCR、Northern杂交）、酶活筛选和白度测定等方法对转基因植株及其后代株系进行筛选。【结果】获得了27株阳性T0转基因植株。转基因植株及其后代经PCR和Southern杂交检测表明,RNAi构件已经稳定整合到T1的12个株系中。半定量RT-PCR和Northern杂交结果表明有20株T2籽粒中ppo表达水平明显低于对照。对转基因T2灌浆期籽粒进行PPO同功酶活性分析表明,有6个株系的PPO活性有所减弱。对T4籽粒的面片白度测定表明,5个株系的白度均比对照有所提高,其中2个株系效果显著。【结论】RNAi技术的表达能抑制籽粒ppo表达,降低PPO同功酶的活性,明显提高小麦面片白度,从而为小麦面粉白度的改良、品质育种提供了材料。     

丰产小麦品种‘农大211’的灌浆特性分析

为了研究‘农大211’籽粒的灌浆特性和丰产性的关系,给高产栽培和普通小麦高产育种提供参考。以‘农大3334’、‘中优9507’、‘京411’、‘农大3747’等3种不同粒重类型的品种（系）为对照,对丰产小麦品种‘农大211’在北京地区灌浆过程中籽粒体积、鲜重和干重的动态变化和灌浆参数特点进行研究。结果表明,在整个灌浆过程中5个品种（系）的籽粒体积均呈现抛物线曲线;从最大体积和花后30天体积来看,‘农大211’接近‘农大3334’。‘农大211’的籽粒体积显著高于‘中优9507’、‘农大3747’和‘京411’,它们的籽粒鲜重增长变化趋势基本一致,呈现抛物线曲线;‘农大211’的鲜重在花后3天到24天呈直线增长趋势,先后赶超了‘京411’、‘农大3747’和‘中优9507’,最后接近‘农大3334’。籽粒干重的动态变化均呈现拉扁的S曲线;‘农大3334’在花后21天、‘农大211’在花后24天、‘中优9507’在花后27天的干重极显著高于相应的时间的‘京411’和‘农大3747’,说明这3个大粒型品种（系）在灌浆后期保持了较强的灌浆能力,致使其干物质积累达到较高水平,从而最终粒重高于‘京411’和‘农大3747’。‘农大211’的最大灌浆速率(Rmax)、平均灌浆速率(R)和达到最大灌浆速率所需天数(d)均高于‘中优9507’、‘农大3747’和‘京411’,但低于‘农大3334’;而且灌浆3个阶段的灌浆速率R1、R2和R3与大粒型品种‘农大3334’、‘中优9507’相仿,快于中小粒型品种‘农大3747’和‘京411’。总之,‘农大211’籽粒的籽粒体积、鲜重和干重的动态变化过程以及灌浆过程、参数与大粒型品系‘农大3334’接近,但其单位面积穗数、穗粒数较高,因而其单产高于‘农大3334’。     

无载体框架结构的大豆铁蛋白线性表达盒提高小麦籽粒铁含量的研究

培育和推广铁强化型小麦品种对于经济有效地解决贫困人口的铁营养不良问题具有重要意义。本研究通过 RT-PCR 得到了大豆(Glycine max)铁蛋白基因,构建了无载体框架的大豆铁蛋白线性表达盒(即小麦籽粒特异的高分子量谷蛋白亚基 1Dx5 的启动子 - 大豆铁蛋白基因 -NOS 终止子酶切片段);用基因枪法转化"京花 1 号"小麦(Triticum aestivum)幼胚愈伤组织,经草胺膦筛选和分化后,得到 276 株转基因T0植株,通过 PCR 筛选出阳性植株 65 株;RT-PCR 检测发现 29 个株系的大豆铁蛋白基因在灌浆期籽粒中表达;与对照相比,对 8031 个 T1代株系所结的 T2代籽粒进行了铁含量测定,有 265 个株系成熟籽粒的铁含量均比对照有不同幅度提高,增幅在 4.93%~64.03%之间,其中 22 个株系的籽粒铁含量显著或极显著提高。结果提示,利用无载体框架的大豆铁蛋白线性表达盒可以有效地培育出籽粒铁含量显著提高的转基因小麦。